La enfermedad se caracteriza por la formación microscópica de gránulos eosinofílicos que se asemejan a los observados en infecciones por especies de Actinomyces

Macroscópicamente, los gránulos de botriomicosis son blanco-amarillentos, con un diámetro de 1-3 mm, pareciéndose a microabscesos rodeados de pus.

El examen histopatológico muestra los gránulos botriomicóticos rodeados por un anillo acidofílico prominente (fénomeno de Splendore-Hoeppli).

La tinción de gram demuestra la presencia de microcolonias de cocos gram-positivos y de bacilos gram-negativos en el gránulo. Los gérmenes encontrados con mayor frecuencia son S. aureus, E. coli, P. aeruginosa, Corynebacterium jeikeium, y Fusobacterium nucleatum